КАФЕДРА АВТОМАТИЗОВАНОГО управління ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання контрольної роботи за курсом

«Проблеми використання нетрадиційних джерел енергії»

(для студентів спеціальності 7. 092501 «Автоматизоване управління технологічними процесами» 5 – го курсу заочної форми навчання)

Рекомендовано

на засіданні кафедри АУТП

Протокол № 8 від 7. 04. 2011

Затверджено

на засіданні методради ДонДТУ

Протокол № від 2011

Алчевськ

ДонДТУ

2011

УДК 697.7

Методичні вказівки до виконання контрольної роботи за курсом «Проблеми використання нетрадиційних джерел енергії» (для студ. спец. 7.092501 «Автоматизоване управління технологічними процесами» 5 – го курсу заочн. форми навч.) / Укл.: В.П. Алексєєв, М.В. Алексєєва. – Алчевськ: ДонДТУ, 2011. – 16 с.

Містить програму курсу «Проблеми використання нетрадиційних джерел енергії»; вимоги, пропоновані при виконанні контрольної роботи, перелік питань за основними розділами курсу.

Укладачі: В.П. Алексєєв, доц.,

М.В. Алексєєва, асист.

Відповідальний за випуск В.Д. Ірклієвський, проф.

Відповідальний редактор Д.В. Кобець, доц.

ПРОГРАМА КУРСУ «ПРОБЛЕМИ ВИКОРИСТАННЯ НЕТРАДИЦІЙНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ» (НДЕ)

Загальна характеристика джерел енергії

Введення. Загальна характеристика джерел енергії. Класифікація джерел енергії. Поновлювані й непоновлювані джерела енергії. Розташовувані ресурси джерел енергії. Розташовувані ресурси й напрямки (використання нетрадиційних джерел енергії (магнитогазодинамічні установки (МГДУ), використання сонячної енергії, енергії вітру, тепла надр землі, енергії морських припливів і т.д.)

Використання сонячної енергії (геліоенергетика)

Загальна характеристика сонячної енергії (сонячних променів). Розташовувані ресурси СЕ. Основні фактори, що впливають на інтенсивність сонячної радіації (СР). Концентрація (посилення) і нагромадження СЕ. Основні технічні проблеми при використанні СЕ.

Напрямок використання СЕ. Низькотемпературні й високотемпературні сонячні енергетичні установки (СЕУ). Використання сонячної енергії для опріснення морської води.

Використання СЕ для вироблення електричної енергії. Пряме перетворення СЕ в електричну з використанням напівпровідникових фотоелектроперетворювачей (ФЕП). Переваги, недоліки й техніко-економічні показники фотоелектричних і фотохімічних сонячних електрогенераторів (СЕГ).

Принципова схема сонячної електростанції (СЕС) з використанням паросилового циклу й «сонячного котла» для вироблення електроенергії. Характеристика основних елементів, техніко-економічні показники. Конструкції й принцип дії геліоконцентраторів (геліостатів).

Використання СЕ для одержання тепла. Сонячні енергетичні установки для опалення, гарячого водопостачання, хладопостачання й кондиціонування повітря. Сонячні колектори. Класифікація, конструкції і принцип роботи колекторів сонячної енергії (КСЕ). Ефективність КСЕ і методи її підвищення. КПД сонячних колекторів (СК) і аналіз його. Акумулятори теплоти сонячної енергії (АТ). Класифікація АТ, конструкції й основні характеристики. Сонячний ставок. Пасивні й активні системи сонячного теплопостачання. Сонячні водонагрівальні установки (СВУ). Геліосистеми охолодження й теплохладопостачання будинків. Сонячні опріснювальні й водопідйомні установки.

Біологічні системи перетворення енергії. Фотосинтез. Енергетичне використання біомаси. Розрахунок і проектування сонячних установок. Розрахунок колекторів сонячної енергії (КСЕ) і акумуляторів тепла (АТ). Виготовлення, монтаж і експлуатація сонячних установок (СУ).

Використання енергії вітру (вітроенергетика)

Розташовувані ресурси енергії вітру й напрямки її використання. Огляд розвитку вітроенергетики. Вітроагрегати для одержання механічної енергії (для приводу насосів для перекачування води і т.д.) та для одержання електроенергії. Розташовувана потужність вітроагрегатів (ВА). ВА з прямим і проміжним перетворенням енергії. Сучасний стан і перспектива використання вітроагрегатів (ВА). Комплексне використання енергії вітру й сонця.

Геотермальні джерела енергії

Розташовувані ресурси тепла земних надр і способи їхнього використання. Теплофізичні параметри зимової кори та процеси теплопереносу у надрах Землі. Можливі варіанти практичного використання геотермальних джерел енергії (ГДЕ). Теплові схеми, конструктивне оформлення установок для використання ГДЕ, характеристики основних елементів установок. Використання тепла земних порід у комплексі з теплонасосною установкою (ТНУ).

Використання низько потенційних джерел енергії на базі ТНУ

Джерела низькопотенційного тепла та їхня класифікація. Загальна характеристика теплонасосних установок (принципова схема, конструктивне оформлення, основні елементи установки й принцип їхньої дії). ТНУ для використання тепла атмосферного повітря, тепла морській (річковій) води. ТНУ для використання тепла низькотемпературних відходів промислового виробництва (відходячих газів теплотехнологічних агрегатів). Використання ТНУ для теплохладопостачання й кондиціонування повітря. Енергетична ефективність ТНУ.

Магнітогазодинамічні (Магнітогідродинамічні) установки

Загальна характеристика МГДУ для вироблення електричної енергії з використанням МГД – генераторів. Принцип роботи МГД – генераторів. Принципові схеми МГДГ електродного (кондукційного) типу для постійного й безелектродного (індукційного) МГДГ для одержання перемінного струму. Переваги 1 недоліки цих установок.

Види теплоносіїв, що використовуються у МГДГ (МГДУ) і вимоги, пропоновані до них. Коефіцієнти корисної дії й конструктивні характеристики МГДГ. Фактори, що впливають на ефективність роботи МГДУ та способи підвищення термодинамічної й енергетичної ефективності них.

Розроблювальні схеми й типи МГДУ. Теплова схема й принцип роботи МГДУ на твердому, рідкому та газоподібному паливі. Переваги й недоліки.

Принципова схема ядерної МГДУ (із замкнутим циклом і гелієвим теплоносієм) і принцип її роботи. Рідиннометалічні й твердометалічні МГДГ (МГДУ). Принципові схеми й характеристика основних елементів. Основні технічні проблеми, які необхідно вирішувати при проектуванні й впровадженні МГДГ (МГДУ).